सौर फोटोवोल्टिक

यह अनुमान है कि फ्रांस में अक्षांशों पर, लगभग 45 °, सूर्य की संभावित रूप से प्रयोग करने योग्य ऊर्जा प्रति वर्ष 1500kwh / m। है।

फ्रेंच धूप नक्शा देखें औरफ्रांस के सौर विकिरण DNI.

वर्तमान पैदावार लगभग 10% 15 के साथ 150 225kwh / m².an पर प्राप्त की है।

तथाकथित "गैर-एकीकृत" सौर पैनल।

पीवी ऑपरेटिंग सिद्धांत

एक फोटोवोल्टिक सेल अर्धचालक सामग्री से बना है। ये सूर्य द्वारा प्रदान की गई ऊर्जा को विद्युत आवेश में परिवर्तित करने में सक्षम हैं और इसलिए बिजली में क्योंकि सूर्य की रोशनी इन सामग्रियों के इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करती है। इन सामग्रियों का अवशोषण वक्र कम तरंग दैर्ध्य से शुरू होकर एक सीमित तरंग दैर्ध्य तक होता है जो सिलिकॉन के लिए 1,1 माइक्रोमीटर है।

सिलिकॉन एक फोटोवोल्टिक सेल का मुख्य घटक है।

एक फोटोइलेक्ट्रिक सेल का भौतिकी (सीईए वेबसाइट से लिया गया)

एक फोटोइलेक्ट्रिक सेल के कार्यात्मक आरेख।

सिलिकॉन को अपने इलेक्ट्रॉनिक गुणों के लिए फोटोवोल्टिक सौर कोशिकाओं को बनाने के लिए चुना गया था, जिसमें इसकी परिधीय परत (मेंडेलीव की तालिका के स्तंभ IV) पर चार इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति थी। ठोस सिलिकॉन में, प्रत्येक परमाणु को चार पड़ोसियों के साथ जोड़ा जाता है, और परिधीय परत में सभी इलेक्ट्रॉनों बांड में भाग लेते हैं। यदि एक सिलिकॉन परमाणु को कॉलम V (उदाहरण के लिए फास्फोरस) से एक परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉनों में से एक बांड में भाग नहीं लेता है; इसलिए यह नेटवर्क के चारों ओर घूम सकता है। एक इलेक्ट्रॉन द्वारा चालन होता है, और सेमीकंडक्टर को एन-टाइप डॉप्ड कहा जाता है। यदि, इसके विपरीत, एक सिलिकॉन परमाणु को कॉलम III (उदाहरण के लिए बोरान) से एक परमाणु द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो एक इलेक्ट्रॉन सभी बंधनों को बनाने के लिए गायब होता है, और एक इलेक्ट्रॉन इस अंतर को भर सकता है। हम फिर कहते हैं कि एक छिद्र के माध्यम से चालन है, और अर्धचालक को पी-टाइप डॉप्ड कहा जाता है। बोरॉन या फास्फोरस जैसे परमाणु सिलिकॉन के डोपेंट हैं।

जब एक एन-टाइप सेमीकंडक्टर को पी-टाइप सेमीकंडक्टर के संपर्क में लाया जाता है, तो एन सामग्री में अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन पी सामग्री में फैल जाते हैं। शुरू में एन-डोप्ड ज़ोन सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है, और शुरू में पी-डॉप्ड ज़ोन नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है। इसलिए n और p ज़ोन के बीच एक विद्युत क्षेत्र बनाया जाता है, जो इलेक्ट्रॉनों को वापस n ज़ोन में धकेलता है और एक संतुलन स्थापित होता है। एक जंक्शन बनाया गया था, और एन और पी क्षेत्रों पर धातु के संपर्कों को जोड़कर, एक डायोड प्राप्त किया जाता है।
जब इस एलईडी प्रबुद्ध है, फोटोन सामग्री द्वारा अवशोषित कर रहे हैं और प्रत्येक फोटोन एक इलेक्ट्रॉन और एक छेद (इलेक्ट्रॉन छेद जोड़ी के रूप में जाना जाता है) को जन्म देता है। डायोड जंक्शन इलेक्ट्रॉनों और छेद को अलग करती है, और एन पी संपर्कों के बीच एक संभावित अंतर पैदा करने, और एक मौजूदा बहती है, तो एक रोकनेवाला डायोड (चित्रा) के संपर्कों के बीच रखा गया है।

उपलब्ध तकनीकों।

वर्तमान मॉड्यूल उनके उपयोग किए जाने वाले सिलिकॉन के प्रकार से प्रतिष्ठित हैं:

• सिलिकॉन एकल क्रिस्टल: फोटोवोल्टिक कोशिकाओं सिलिकॉन क्रिस्टल एक प्लास्टिक लिफाफे में समझाया पर आधारित हैं।
• polycrystalline सिलिकॉन: सिलिकॉन फोटोवोल्टिक कोशिकाओं polycrystals, कम monocrystalline सिलिकॉन से निर्माण करने के लिए महंगा के आधार पर कर रहे हैं, लेकिन यह भी एक हद तक कम उपज है। ये polycrystals इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड सिलिकॉन के स्क्रैप पिघलने से प्राप्त कर रहे हैं।
• अनाकार सिलिकॉन: "स्प्रेड" पैनल उच्च ऊर्जावान शक्ति के साथ अनाकार सिलिकॉन के साथ बनाए जाते हैं और लचीले बैंड में प्रस्तुत किए जाते हैं जो सही वास्तुशिल्प एकीकरण की अनुमति देते हैं।

सेल निर्माताओं।

फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का निर्माण करने वाली पांच सबसे बड़ी फर्मों का विश्व बाजार में 60% हिस्सा है। ये जापानी कंपनियां शार्प और क्योसेरा, अमेरिकी कंपनियां बीपी सोलर और एस्ट्रोपावर और जर्मन आरडब्ल्यूई स्कॉट सोलर हैं। जापान दुनिया की लगभग आधी फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उत्पादन करता है।

सौर इलेक्ट्रिक पावर अनुप्रयोग

वर्तमान में उपयोग के मुख्य क्षेत्र पृथक आवास हैं, लेकिन वैज्ञानिक उपकरणों जैसे कि सिस्मोग्राफ के लिए भी।

इस ऊर्जा का उपयोग करने वाला पहला डोमेन अंतरिक्ष डोमेन है। दरअसल, उपग्रहों की लगभग सभी विद्युत ऊर्जा फोटोवोल्टिक द्वारा प्रदान की जाती है (कुछ उपग्रहों में छोटे स्टर्लिंग मोटर होते हैं)।

लाभ

• उपयोग में गैर-प्रदूषणकारी विद्युत ऊर्जा और सतत विकास के सिद्धांत का हिस्सा है,
• अक्षय ऊर्जा स्रोत क्योंकि यह मानव पैमाने पर अक्षम्य है,
• एक महत्वपूर्ण बिजली नेटवर्क के बिना या अलग-अलग साइटों जैसे कि पहाड़ों में जहां विकासशील देशों में इसका इस्तेमाल किया जा सकता है, जहां राष्ट्रीय बिजली नेटवर्क से जुड़ना संभव नहीं है।

एक अलग साइट की आपूर्ति का उदाहरण, गुआदेलूप में सोएफ़ेयर ज्वालामुखी से एक फोटोवोल्टिक पैनल द्वारा संचालित सिस्मोग्राफ।

नुकसान

• पीवी लागत अधिक है क्योंकि यह उच्च तकनीक से आता है,
• लागत शिखर शक्ति पर निर्भर करती है, शिखर वाट की वर्तमान लागत लगभग 3,5 € या लगभग 550 € / m² सौर कोशिकाओं की है,
• फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की वर्तमान उपज काफी कम है (आम जनता के लिए लगभग 10%) और इसलिए केवल कम बिजली बचाता है,
• बहुत ही सीमित लेकिन बढ़ते बाजार
• बिजली का उत्पादन केवल दिन के दौरान किया जाता है जबकि रात में सबसे अधिक मांग होती है,
• वर्तमान प्रौद्योगिकियों (बैटरी की बहुत उच्च पारिस्थितिक लागत) के साथ बिजली का भंडारण करना बहुत मुश्किल है,
• उम्र: 20 से 25 साल, सिलिकॉन "क्रिस्टलीज़" के बाद और सेल को अनुपयोगी बना देता है,
• विनिर्माण के दौरान प्रदूषण: कुछ अध्ययनों का दावा है कि कोशिकाओं के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा उत्पादन के 20 वर्षों के दौरान लाभदायक नहीं है,
• कोशिकाओं के जीवन रीसाइक्लिंग के एक ही अंत पर्यावरणीय समस्या बन गया है।

अधिक:
- सौर फोटोवोल्टिक ऊर्जा संतुलन
- सौर क्षेत्र के फ्रेंच नक्शा
- इमारत एकीकृत फोटोवोल्टिक प्रणालियों में (सीईए दस्तावेज़)